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你知道Thread线程是如何运作的吗?

2017-07-05 10:30 编辑: 枣泥布丁 分类:Android相关 来源:CoorChice

摘要: 我们在Android开发过程中,几乎都离不开线程。但是你对线程的了解有多少呢?它完美运&#...

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背景介绍

我们在Android开发过程中,几乎都离不开线程。但是你对线程的了解有多少呢?它完美运行的背后,究竟隐藏了多少不为人知的秘密呢?线程间互通暗语,传递信息究竟是如何做到的呢?Looper、Handler、MessageQueue究竟在这背后进行了怎样的运作。本期,让我们一起从Thread开始,逐步探寻这个完美的线程链背后的秘密。

注意,大部分分析在代码中,所以请仔细关注代码哦!

从Thread的创建流程开始

在这一个环节,我们将一起一步步的分析Thread的创建流程。

话不多说,直接代码里看。

线程创建的起始点init()

// 创建Thread的公有构造函数,都调用的都是这个私有的init()方法。我们看看到底干什么了。
/**
     *
     * @param 线程组
     * @param 就是我们平时接触最多的Runnable同学
     * @param 指定线程的名称
     * @param 指定线程堆栈的大小
     */
private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name, long stackSize) {
        Thread parent = currentThread();            
//先获取当前运行中的线程。这一个Native函数,暂时不用理会它怎么做到的。黑盒思想,哈哈!
        if (g == null) {
            g = parent.getThreadGroup();           
 //如果没有指定ThreadGroup,将获取父线程的TreadGroup
        }

        g.addUnstarted();                          
 //将ThreadGroup中的就绪线程计数器增加一。注意,此时线程还并没有被真正加入到ThreadGroup中。
        this.group = g;                            
 //将Thread实例的group赋值。从这里开始线程就拥有ThreadGroup了。

        this.target = target;                      
 //给Thread实例设置Runnable。以后start()的时候执行的就是它了。
        this.priority = parent.getPriority();       
//设置线程的优先权重为父线程的权重
        this.daemon = parent.isDaemon();           
 //根据父线程是否是守护线程来确定Thread实例是否是守护线程。
        setName(name);                             
 //设置线程的名称  

        init2(parent);                            
  //纳尼?又一个初始化,参数还是父线程。不急,稍后在看。

        /* Stash the specified stack size in case the VM cares */
        this.stackSize = stackSize;                
 //设置线程的堆栈大小
        tid = nextThreadID();                      
 //线程的id。这是个静态变量,调用这个方法会自增,然后作为线程的id。
    }

第二个init2()

private void init2(Thread parent) {
        this.contextClassLoader = parent.getContextClassLoader();          
 //设置ClassLoader成员变量
        this.inheritedAccessControlContext = AccessController.getContext();
 //设置访问权限控制环境
        if (parent.inheritableThreadLocals != null) {
            this.inheritableThreadLocals = ThreadLocal.createInheritedMap( 
 //创建Thread实例的ThreadLoacaleMap。需要用到父线程的ThreadLocaleMap,目的是为了将父线程中的变量副本拷贝一份到当前线程中。
            //ThreadLocaleMap是一个Entry型的数组,Thread实例会将变量副本保存在这里面。
                    parent.inheritableThreadLocals);        
        }
    }

至此,我们的Thread就初始化完成了,Thread的几个重要成员变量都赋值了。

启动线程,开车啦!

通常,我们这样了启动一条线程。

Thread threadDemo = new Thread(() -> {

    });
threadDemo.start();
那么start()背后究竟隐藏着什么样不可告人的秘密呢?是人性的扭曲?还是道德的沦丧?让我们一起点进start()。探寻start()背后的秘密。

//如我们所见,这个方法是加了锁的。
//原因是避免开发者在其它线程调用同一个Thread实例的这个方法,从而尽量避免抛出异常。
//这个方法之所以能够执行我们传入的Runnable里的run()方法,
//是应为JVM调用了Thread实例的run()方法。
public synchronized void start() {
        //检查线程状态是否为0,为0表示是一个新状态,即还没被start()过。不为0就抛出异常。
        //就是说,我们一个Thread实例,我们只能调用一次start()方法。
        if (threadStatus != 0)
            throw new IllegalThreadStateException();

        //从这里开始才真正的线程加入到ThreadGroup组里。
//再重复一次,前面只是把nUnstartedThreads这个计数器进行了增量,并没有添加线程。
        //同时,当线程启动了之后,nUnstartedThreads计数器会-1。因为就绪状态的线程少了一条啊!
        group.add(this);

        started = false;
        try {
            nativeCreate(this, stackSize, daemon);  
//又是个Native方法。这里交由JVM处理,会调用Thread实例的run()方法。
            started = true;
        } finally {
            try {
                if (!started) {
                    group.threadStartFailed(this);  
//如果没有被启动成功,Thread将会被移除ThreadGroup,
//同时,nUnstartedThreads计数器又增量1了。
                }
            } catch (Throwable ignore) {

            }
        }
    }

好把,最精华的函数是native的,先当黑盒处理吧。只要知道它能够调用到Thread实例的run()方法就行了。那我们再看看run()方法到底干了什么神奇的事呢?

//没错,就是这么简单!仅仅调用了Runnable类型的成员变量target的run()方法。
//至此,我们需要执行的代码就执行起来了。
//至于这个@Overrid的存在,完全是因为Thread本身也是一个Runnable!
//就是说,我们的Thread也可以作为一个Runnable来使用。
@Override
public void run() {
        if (target != null) {
            target.run();
        }
    }

黑实验

public void test_1() {
    Thread thread1 = new Thread(() -> {
      System.out.println(Thread.currentThread().getName());
    }, "Thread_1");


    Thread thread2 = new Thread(thread1, "Thread_2");
    thread2.start();
  }


---
输出:
Thread_2

上面的实验表明了,我们完全可以用Thread来作为Runnable。

几个常见的线程手段(操作)

Thread.sleep()那不可告人的秘密

我们平时使用Thread.sleep()的频率也比较高,所以我们在一起研究研究Thread.sleep()被调用的时候发生了什么。

在开始之前,先介绍一个概念——纳秒。1纳秒=十亿分之一秒。可见用它计时将会非常的精准。但是由于设备限制,这个值有时候并不是那么准确,但还是比毫秒的控制粒度小很多。

//平时我们调用的Thread.sleep(long)最后调用到这个方法来,后一个陌生一点的参数就是纳秒。
//你可以在纳秒级控制线程。
public static void sleep(long millis, int nanos)
    throws InterruptedException {
        //下面三个检测毫秒和纳秒的设置是否合法。
        if (millis < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("millis < 0: " + millis);
        }
        if (nanos < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("nanos < 0: " + nanos);
        }
        if (nanos > 999999) {
            throw new IllegalArgumentException("nanos > 999999: " + nanos);
        }


        if (millis == 0 && nanos == 0) {
            if (Thread.interrupted()) {   
//当睡眠时间为0时,检测线程是否中断,
//并清除线程的中断状态标记。这是个Native的方法。
              throw new InterruptedException(); 
 //如果线程被设置了中断状态为true了(调用Thread.interrupt())。
//那么他将抛出异常。如果在catch住这个异常之后return线程,那么线程就停止了。  
 //需要注意,在调用了Thread.sleep()之后,再调用isInterrupted()得到的结果永远是False。
//别忘了Thread.interrupted()在检测的同时还会清除标记位置哦!
            }
            return;
        }

        long start = System.nanoTime(); 
 //类似System.currentTimeMillis()。但是获取的是纳秒,可能不准。
        long duration = (millis * NANOS_PER_MILLI) + nanos;  

        Object lock = currentThread().lock; 
 //获得当前线程的锁。

        synchronized (lock) {   
//对当前线程的锁对象进行同步操作
            while (true) {
                sleep(lock, millis, nanos); 
 //这里又是一个Native的方法,并且也会抛出InterruptedException异常。
                //据我估计,调用这个函数睡眠的时长是不确定的。

                long now = System.nanoTime();
                long elapsed = now - start;  
//计算线程睡了多久了

                if (elapsed >= duration) {   
//如果当前睡眠时长,已经满足我们的需求,就退出循环,睡眠结束。
                    break;
                }

                duration -= elapsed;   
//减去已经睡眠的时间,重新计算需要睡眠的时长。
                start = now;
                millis = duration / NANOS_PER_MILLI; 
 //重新计算毫秒部分
                nanos = (int) (duration % NANOS_PER_MILLI); 
//重新计算微秒部分
            }
        }
    }

通过上面的分析可以知道,使线程休眠的核心方法就是一个Native函数sleep(lock, millis, nanos),并且它休眠的时常是不确定的。因此,Thread.sleep()方法使用了一个循环,每次检查休眠时长是否满足需求。

同时,需要注意一点,如果线程的interruted状态在调用sleep()方法时被设置为true,那么在开始休眠循环前会抛出InterruptedException异常。

Thread.yield()究竟隐藏了什么?

这个方法是Native的。调用这个方法可以提示cpu,当前线程将放弃目前cpu的使用权,和其它线程重新一起争夺新的cpu使用权限。当前线程可能再次获得执行,也可能没获得。就酱。

无处不在的wait()究竟是什么?

大家一定经常见到,不论是哪一个对象的实例,都会在最下面出现几个名为wait()的方法。等待?它们究竟是怎样的一种存在,让我们一起点击去看看。

哎哟我去,都是Native函数啊。

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那就看看文档它到底是什么吧。

根据文档的描述,wait()配合notify()和notifyAll()能够实现线程间通讯,即同步。在线程中调用wait()必须在同步代码块中调用,否则会抛出IllegalMonitorStateException异常。因为wait()函数需要释放相应对象的锁。当线程执行到wait()时,对象会把当前线程放入自己的线程池中,并且释放锁,然后阻塞在这个地方。直到该对象调用了notify()或者notifyAll()后,该线程才能重新获得,或者有可能获得对象的锁,然后继续执行后面的语句。

呃。。。好吧,在说明一下notify()和notifyAll()的区别。

  • notify()

调用notify()后,对象会从自己的线程池中(也就是对该对象调用了wait()函数的线程)随机挑选一条线程去唤醒它。也就是一次只能唤醒一条线程。如果在多线程情况下,只调用一次notify(),那么只有一条线程能被唤醒,其它线程会一直在

  • notifyAll()

调用notifyAll()后,对象会唤醒自己的线程池中的所有线程,然后这些线程就会一起抢夺对象的锁。

扒一扒Looper、Handler、MessageQueue之间的爱恨情仇

我们可能过去都写过形如这样的代码:

new Thread(()->{

    ...
    Looper.prepare();
    Handler handler = new Handler(){
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
          super.handleMessage(msg);
        }
      };
    Looper.loop();

}).start()

很多同学知道,在线程中使用Handler时(除了Android主线程)必须把它放在Looper.prepare()和Looper.loop()之间。否则会抛出RuntimeException异常。但是为什么要这么做呢?下面我们一起来扒一扒这1869462-d23366447193e68b.jpeg

从Looper.prepare()开始

当Looper.prepare()被调用时,发生了什么?

public static void prepare() {
        prepare(true);  
//最终其实执行的是私有方法prepare(boolean quitAllowed)中的逻辑
    }

    private static void prepare(boolean quitAllowed) {
        if (sThreadLocal.get() != null) {  
 //先尝试获取是否已经存在一个Looper在当前线程中,如果有就抛个异常。
        //这就是为什么我们不能在一个Thread中调用两次Looper.prepare()的原因。
            throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
        }
        sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));  
//首次调用的话,就创建一个新的Looper。
    }

    //Looper的私有构造函数
    private Looper(boolean quitAllowed) {
        mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);  
 //创建新的MessageQueue,稍后在来扒它。
        mThread = Thread.currentThread();        
 //把当前的线程赋值给mThread。
    }

经过上面的分析,我们已经知道Looper.prepare()调用之后发生了什么。

但是问题来了!sThreadLocal是个静态的ThreadLocal实例(在Android中ThreadLocal的范型固定为Looper)。就是说,当前进程中的所有线程都共享这一个ThreadLocal。那么,Looper.prepare()既然是个静态方法,Looper是如何确定现在应该和哪一个线程建立绑定关系的呢?我们接着往里扒。

来看看ThreadLocal的get()、set()方法。

public T get() {
        Thread t = Thread.currentThread(); 
  //重点啊!获取到了当前运行的线程。
        ThreadLocalMap map = getMap(t);     
 //取出当前线程的ThreadLocalMap。这个东西是个重点,前面已经提到过。
//忘了的同学在前面再看看。
        if (map != null) {
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);  
            //可以看出,每条线程的ThreadLocalMap中都有一个键值对。
//绑定关系就是通过这个键值对建立的。
            if (e != null)
                return (T)e.value;
        }
        return setInitialValue();
    }

public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();  
//同样先获取到当前的线程
        ThreadLocalMap map = getMap(t);     
//获取线程的ThreadLocalMap
        if (map != null)
            map.set(this, value);          
 //储存键值对
        else
            createMap(t, value);
    }

创建Handler

Handler可以用来实现线程间的通行。在Android中我们在子线程作完数据处理工作时,就常常需要通过Handler来通知主线程更新UI。平时我们都使用new Handler()来在一个线程中创建Handler实例,但是它是如何知道自己应该处理那个线程的任务呢。下面就一起扒一扒Handler。

public Handler() {
        this(null, false); 
}

public Handler(Callback callback, boolean async) {      //可以看到,最终调用了这个方法。
        if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
            final Class klass = getClass();
            if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&
                    (klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {
                Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +
                    klass.getCanonicalName());
            }
        }

        mLooper = Looper.myLooper();                   
 //重点啊!在这里Handler和当前Thread的Looper绑定了。
//Looper.myLooper()就是从ThreadLocale中取出当前线程的Looper。
        if (mLooper == null) {
 //如果子线程中new Handler()之前没有调用Looper.prepare(),那么当前线程的Looper就还没创建。
//就会抛出这个异常。
            throw new RuntimeException(
                "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
        }
        mQueue = mLooper.mQueue;
  //赋值Looper的MessageQueue给Handler。
        mCallback = callback;
        mAsynchronous = async;
    }

Looper.loop()

我们都知道,在Handler创建之后,还需要调用一下Looper.loop(),不然发送消息到Handler没有用!接下来,扒一扒Looper究竟有什么样的魔力,能够把消息准确的送到Handler中处理。

public static void loop() {
        final Looper me = myLooper();   
//这个方法前面已经提到过了,就是获取到当前线程中的Looper对象。
        if (me == null) { 
            //没有Looper.prepare()是要报错的!
            throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
        }
        final MessageQueue queue = me.mQueue;     
  //获取到Looper的MessageQueue成员变量,这是在Looper创建的时候new的。

 //这是个Native方法,作用就是检测一下当前线程是否属于当前进程。并且会持续跟踪其真实的身份。
 //在IPC机制中,这个方法用来清除IPCThreadState的pid和uid信息。并且返回一个身份,便于使用restoreCallingIdentity()来恢复。
        Binder.clearCallingIdentity();
        final long ident = Binder.clearCallingIdentity();

        for (;;) { 
 //重点(敲黑板)!这里是个死循环,一直等待抽取消息、发送消息。
            Message msg = queue.next();
 //  从MessageQueue中抽取一条消息。至于怎么取的,我们稍后再看。
            if (msg == null) {
                // No message indicates that the message queue is quitting.
                return;
            }

            // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
            final Printer logging = me.mLogging;
            if (logging != null) {
                logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
                        msg.callback + ": " + msg.what);
            }

            final long traceTag = me.mTraceTag;   //取得MessageQueue的跟踪标记
            if (traceTag != 0) {
                Trace.traceBegin(traceTag, msg.target.getTraceName(msg)); 
 //开始跟踪本线程的MessageQueue中的当前消息,是Native的方法。
            }
            try {
                msg.target.dispatchMessage(msg);  
 //尝试分派消息到和Message绑定的Handler中
            } finally {
                if (traceTag != 0) {
                    Trace.traceEnd(traceTag);     
 //这个和Trace.traceBegin()配套使用。
                }
            }

            if (logging != null) {
                logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
            }


            final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();   
//what?又调用这个Native方法了。这里主要是为了再次验证,线程所在的进程是否发生改变。
            if (ident != newIdent) {
                Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"
                        + Long.toHexString(ident) + " to 0x"
                        + Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "
                        + msg.target.getClass().getName() + " "
                        + msg.callback + " what=" + msg.what);
            }

            msg.recycleUnchecked();  
 //回收释放消息。
        }
    }

从上面的分析可以知道,当调用了Looper.loop()之后,线程就就会被一个for(;;)死循环阻塞,每次等待MessageQueue的next()方法取出一条Message才开始往下继续执行。然后通过Message获取到相应的Handler (就是target成员变量),Handler再通过dispatchMessage()方法,把Message派发到handleMessage()中处理。

这里需要注意,当线程loop起来是时,线程就一直在循环中。就是说Looper.loop()后面的代码就不能被执行了。想要执行,需要先退出loop。

Looper myLooper = Looper.myLoop();
myLooper.quit();        //普通退出方式。
myLooper.quitSafely();  //安全的退出方式。

现在又产生一个疑问,MessageQueue的next()方法是如何阻塞住线程的呢?接下来,扒一扒这个幕后黑手MessageQueue。

幕后黑手MessageQueue

MessageQueue是一个用单链的数据结构来维护消息列表。

Message next() {
 //检查loop是否已经为退出状态。mPrt是Native层的MessageQueue的地址。
//通过这个地址可以和Native层的MessageQueue互动。
        final long ptr = mPtr;
        if (ptr == 0) {
            return null;
        }

        int pendingIdleHandlerCount = -1;
        int nextPollTimeoutMillis = 0;      
//时间标记,当且仅当第一次获取消息时才为0。因为它在死循环外面啊!
        for (;;) {
            if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
                Binder.flushPendingCommands();     
//如果不是第一次获取消息,调用Native的函数,让虚拟机刷新所有的饿Binder命令,
//确保进程在执行可能阻塞的任务之前,释放之前的对象。
            }

            //这是一个Native的方法。
            nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);

            synchronized (this) {       //锁住MessageQueue
                //获取当前的系统时间,用于后面和msg.when进行比较。
                final long now = SystemClock.uptimeMillis();
                Message prevMsg = null;
                Message msg = mMessages;       
 //获得当前MessageQueue中的第一条消息
                if (msg != null && msg.target == null) {

                    do {
                        prevMsg = msg;
                        msg = msg.next;
                    } while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
                }
                if (msg != null) {
                    if (now < msg.when) { 
 //这个判断的意义在于只有到了Message应该被发送的时刻才去发送,否则继续循环。
 //计算下一条消息的时间。注意最大就是Integer.MAX_VALUE。
                        nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
                    } else {  //应该发送一条消息了。
                        // Got a message.
                        mBlocked = false;
                        if (prevMsg != null) {
                            prevMsg.next = msg.next;
                        } else {
                            mMessages = msg.next;
                        }
                        msg.next = null;
                        if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
                        msg.markInUse();   
//转换消息标记为使用过的
                        return msg;        
 //返回一条消息给Looper。
                    }
                } else {
                    // 如果取到的Message为null,将时间标记设置为-1。
                    nextPollTimeoutMillis = -1;
                }
4
                // Process the quit message now that all pending messages have been handled.
                if (mQuitting) {
                    dispose();
                    return null;
                }

                // If first time idle, then get the number of idlers to run.
                // Idle handles only run if the queue is empty or if the first message
                // in the queue (possibly a barrier) is due to be handled in the future.
                if (pendingIdleHandlerCount < 0
                        && (mMessages == null || now < mMessages.when)) {
                    pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size();
                }
                if (pendingIdleHandlerCount <= 0) {
                    // No idle handlers to run.  Loop and wait some more.
                    mBlocked = true;
                    continue;
                }

                if (mPendingIdleHandlers == null) {
                    mPendingIdleHandlers = new IdleHandler[Math.max(pendingIdleHandlerCount, 4)];
                }
                mPendingIdleHandlers = mIdleHandlers.toArray(mPendingIdleHandlers);
            }

            // Run the idle handlers.
            // We only ever reach this code block during the first iteration.
            for (int i = 0; i < pendingIdleHandlerCount; i++) {
                final IdleHandler idler = mPendingIdleHandlers[i];
                mPendingIdleHandlers[i] = null; // release the reference to the handler

                boolean keep = false;
                try {
                    keep = idler.queueIdle();
                } catch (Throwable t) {
                    Log.wtf(TAG, "IdleHandler threw exception", t);
                }

                if (!keep) {
                    synchronized (this) {
                        mIdleHandlers.remove(idler);
                    }
                }
            }

            // Reset the idle handler count to 0 so we do not run them again.
            pendingIdleHandlerCount = 0;
            // While calling an idle handler, a new message could have been delivered
            // so go back and look again for a pending message without waiting.
            nextPollTimeoutMillis = 0;
        }
    }

可以看到。MessageQueue在取消息(调用next())时,会进入一个死循环,直到取出一条Message返回。这就是为什么Looper.loop()会在queue.next()处等待的原因。

那么,一条Message是如何添加到MessageQueue中呢?要弄明白最后的真相,我们需要调查一下mHandler.post()这个方法。

Handler究竟对Message做了什么?

Handler的post()系列方法,最终调用的都是下面这个方法:

private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
        msg.target = this;    
  //在这里给Message的target赋值。
        if (mAsynchronous) {
            msg.setAsynchronous(true);     
 //如果是异步,就标记为异步
        }
        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);    
 //就是这个方法把Message添加到线程的MessageQueue中的。
    }

接下来就看看MessageQueue的enqueueMessage()作了什么。

boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
        if (msg.target == null) {  
 //没Handler调用是会抛异常的啊
            throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
        }
        if (msg.isInUse()) {      
  //不能使用一条正在使用中的Message。
            throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
        }

        synchronized (this) {     
  //锁住MessageQueue再往里添加消息。
            if (mQuitting) {        
//如果MessageQueue被标记为退出,就返回。
                IllegalStateException e = new IllegalStateException(
                        msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
                Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
                msg.recycle();
                return false;
            }

            msg.markInUse();        
//切换Message的使用状态为未使用。
            msg.when = when;       
 //我们设置的延迟发送的时间。
 //经过下面的逻辑,Message将会被“储存”在MessageQueue中。
//实际上,Message在MessageQueue中的储存方式,
//是使用Message.next逐个向后指向的单链表结构来储存的。
//比如:A.next = B, B.next = C...
            Message p = mMessages;  
//尝试获取当前Message
            boolean needWake;
            if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
                // 如果为null,说明是第一条。
                msg.next = p;   
                mMessages = msg;    
//设置当前的Message为传入的Message,也就是作为第一条。
                needWake = mBlocked;
            } else {

                needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
                Message prev;
//不满足作为第一条Message的条件时,通过下面的逐步变换,将它放在最后面。
//这样便把Message“储存”到MessageQueue中了。
                for (;;) {
                    prev = p;
                    p = p.next;
                    if (p == null || when < p.when) {
                        break;
                    }
                    if (needWake && p.isAsynchronous()) {
                        needWake = false;
                    }
                }
                msg.next = p; 
                prev.next = msg;
            }


            if (needWake) {
                nativeWake(mPtr);
            }
        }
        return true;
    }

至此,我们已经揭露了Looper、Handler、MessageQueue隐藏的秘密。

另一个疑问?

也许你已经注意到在主线程中可以直接使用Handler,而不需要Looper.prepare()和Looper.loop()。为什么可以做到这样呢?根据之前的分析可以知道,主线程中必然存在Looper.prepare()和Looper.loop()。既然如此,为什么主线程没有被loop()阻塞呢?看一下ActivityThread来弄清楚到底是怎么回事。

//这个main()方法可以认为是Android应用的起点
public static void main(String[] args) {
                。
                。
                。
        Looper.prepareMainLooper();                            
 //主要作用和我们平时调用的Looper.prepare()差不多

        ActivityThread thread = new ActivityThread();           
//创建本类实例
        thread.attach(false);

        if (sMainThreadHandler == null) {
            sMainThreadHandler = thread.getHandler();           
//重点啊!这里取得了处理主线程事物的Handler。
        }

        if (false) {
            Looper.myLooper().setMessageLogging(new
                    LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
        }

        // End of event ActivityThreadMain.
        Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
        Looper.loop();                                          
//开始循环。可以看到,主线程本质上是阻塞的!
                。
                。
                。
        }

注意ActivityThread并没有继承Thread,它的Handler是继承Handler的私有内部类H.class。在H.class的handleMessage()中,它接受并执行主线程中的各种生命周期状态消息。UI的16ms的绘制也是通过Handler来实现的。也就是说,主线程中的所有操作都是在Looper.prepareMainLooper()和Looper.loop()之间进行的。进一步说是在主Handler中进行的。

总结

  1. Android中Thread在创建时进行初始化,会使用当前线程作为父线程,并继承它的一些配置。

  2. Thread初始化时会被添加到指定/父线程的ThreadGroup中进行管理。

  3. Thread正真启动是一个native函数完成的。

  4. 在Android的线程间通信中,需要先创建Looper,就是调用Looper.prepare()。这个过程中会自动依赖当前Thread,并且创建MessageQueue。经过上一步,就可以创建Handler了,默认情况下,Handler会自动依赖当前线程的Looper,从而依赖相应的MessageQueue,也就知道该把消息放在哪个地方了。MessageQueue通过Message.next实现了一个单链表结构来缓存Message。消息需要送达Handler处理,还必须调用Looper.loop()启动线程的消息泵送循环。loop()内部是无限循环,阻塞在MessageQueue的next()方法上,因为next()方法内部也是一个无限循环,直到成功从链表中抽取一条消息返回为止。然后,在loop()方法中继续进行处理,主要就是把消息派送到目标Handler中。接着进入下一次循环,等待下一条消息。由于这个机制,线程就相当于阻塞在loop()这了。

经过上面的揭露,我们已经对线程及其相互之间通讯的秘密有所了解。掌握了这些以后,相信在以后的开发过程中我们可以思路清晰的进行线程的使用,并且能够吸收Android在设计过程中的精华思想。

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